CN210296087U - 一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变压器领域，具体公布了一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，包括油箱与换热器，油箱内浸满变压器油，包括高压线圈、低压线圈的变压部件安置于变压器油中，在油箱侧壁上部开有热油口，侧壁下部开有冷油口，换热器包括设于油箱外连通冷油口、热油口的散热管，以及安插于散热管上的超导热管，其特征在于，在换热器的前侧设有风向向后的风冷装置，超导热管的水平面投影与风向垂直，超导热管与水平方向的夹角在75°~80°之间，在靠近热油口处安装有温度感应器，在换热器箱体上装有可控制风冷装置的控制器。本实用新型的有益效果是，提供了一种具有更高的散热效率、更好的工作可靠性的变压器。

Description

一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器领域，尤其是涉及一种具有超导热管冷却循环装置的变压器。

背景技术

油浸式变压器包括由绕组和铁芯组成的变压部件，所述变压部件装在充满变压器油的油箱中，所述油箱用钢板焊成。传统的油浸式变压器发热量大，导致变压器油温度升高快，目前普遍采用的方法是，在变压器油箱两侧设置扁平的换热器箱体，在换热器箱体内设有相邻的油管和水管，热的变压器油通过油管从油箱流入换热器箱体，通过水管中的冷水对油管内的油进行散热，完成散热的变压器油再重新流回油箱，以此完成对变压器的散热降温。但这种散热方式散热效果十分不理想，且通常使用一端时间后，容易造成泄漏，油水混合，导热变压器烧毁。

申请号为CN201320727207.X的专利公布了名称为“具有超导热管冷却循环装置的变压器”的一种变压器，参见图1，上述发明的要点是在散热管201上安插有超导热管202，使用超导热管202代替水冷管，对散热管201内的变压器油进行降温，利用超导热管202的优异导热性进行散热。但本发明也有如下缺陷：1.超导热管202传导变压器油中的热量进入空气，但是超导热管202附近的热空气只是以自然的冷热对流的方式流动，这大大限制了变压器的散热效果。尤其是当变压器高功率运行，变压器需要具有更高的散热效率时，可能遇上炎热无风的外部环境，此时变压器就可能因为无法快速散热而过热烧毁。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种具有更好散热效率，并且能够满足变压器不同散热需求的智能温控变压器。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是，一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，包括油箱与换热器，所述油箱内浸满变压器油，包括高压线圈、低压线圈的变压部件安置于变压器油中，所述油箱的顶部设有连接高压线圈的高压接线柱和连接低压线圈的低压接线柱，在所述油箱左侧箱壁、右侧箱壁的上部开有若干热油口，在所述油箱左侧箱壁、右侧箱壁下部开有与热油口一一对应的冷油口；所述换热器包括位于油箱外连通冷油口、热油口的散热管，以及安插于散热管上的众多超导热管，其特征在于，在所述换热器的前侧设有风向向后的风冷装置，所述超导热管的水平面投影与风向垂直，所述超导热管与水平方向的夹角在75°—80°之间，在散热管靠近热油口处安装有温度感应器，在换热器箱体上装有可以依据温度感应器的数据控制风冷装置的风力强度的控制器。

作为优选，油箱左侧箱壁与右侧箱壁设有包覆换热器的长方体状换热器箱体，所述风冷装置设于所述换热器箱体的前侧，所述换热器箱体的后侧设有出风口。

作为优选，所述风冷装置由三台冷风扇组成，各冷风扇布置在换热器箱体前侧壁，三台风冷扇从上到下排成一线。

作为优选，所述热油口紧靠油箱箱体顶部，水平排成一排，所述冷油口紧靠油箱箱体底部，水平排成一排，冷油口与热油口之间间距越大，连接二者的散热管就越长，相应的设置于散热管上的超导热管就越多，变压器的散热效率也越高。

作为优选，所述散热管为U型管，U型管的两端分别连接热油口与冷油口，所述散热管竖直排布。

作为优选，所述散热管上带有多个凸台，每个凸台上安插有一根超导热管，所述超导热管的吸热端插入凸台内与散热管中的导热油接触，所述超导热管的散热端置于凸台外部。

作为优选，所述超导热管与水平方向夹角为77°，此时超导热管具有最佳散热效率。

作为优选，各超导热管水平方向整齐的排成多排，各排之间间隔一定距离，各排间隔空间即可为冷风装置提供畅通的风道，保证了变压器的散热效率。

作为优选，所述超导管散热端设有铝制散热翅。

变压器工作产生热量，变压器油箱中的变压器油受热升温，高温变压器油通过开于油箱左右两侧的热油口流入散热管中，安插于散热管上的超导热管吸纳变压器油中的热量，将热量散入空气中，而后变压器油从热油变为冷油通过冷油口重新流回油箱，变压器完成降温散热。

当自然散热满足变压器散热需求时，位于热油口附近的温度传感器数值低于某个值，此时风冷装置停止工作。当自然散热无法满足变压器散热需求时，热油口附近变压器油油温超过一定数值，则控制器接收温度传感器反馈的数据，控制冷风装置开始运行，并且随着温度传感器数值处于不同的数值范围，控制器控制冷风扇的风力加大或者减小，进而调节变压器的散热效率增大减小。

综上所述，本实用新型一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器的有益效果是：具有更高的散热效率、更好的工作可靠性可以有效减小变压器过热烧毁的可能性。

附图说明

图1是申请号为CN201320727207.X的专利公布了一种具有超导热管冷却循环装置的变压器的侧视图；

图2是本实用新型公布的一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器的机构示意图；

图3是散热管结构示意图；

图4是超导热管结构示意图；

图5是超导热管与散热管局部装配剖面图。

具体实施方式

参见图2—图5，一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器包括油箱1与换热器箱体2。所述油箱1的箱体为长方体，油箱1内浸满变压器油，包括高压线圈、低压线圈的变压部件安置于变压器油中，所述油箱的上盖101与油箱1的箱体间用螺栓102连接，在上盖101上设有连接高压线圈的高压接线柱1011和连接低压线圈的低压接线柱1012，油箱1的左侧箱壁104与右侧箱壁103的上部，靠近上盖101的地方开有四个水平排成一排的热油口，油箱1的左侧箱壁104与右侧箱壁103的下部，靠近下座105的地方开有四个水平排成一排的冷油口，冷油口与热油口纵向对齐，散热管201成U形，散热管201的热油接口2011与热油口接通，散热管201的冷油接口2012与对应的冷油口接通，所述散热管201竖直地均匀布置于油箱左侧箱壁104与油箱右侧箱壁103上，在散热管201上设有多个三角形凸台203，各三角形凸台203在散热管201上竖直均匀排布成一条直线，设于散热管201上的超导热管202通过凸台孔2031固定在散热管201上，所述超导热管的吸热端2022插入三角形凸台203内，与变压器油接触，所述超导热管的放热端2021置于三角凸台203外。在左侧箱壁104上与右侧箱壁103外各设有一个包覆散热管201与超导热管202的换热器箱体2，换热器箱体2的形状为长方体，在换热器箱体2的前侧箱壁206上设于竖直排布的三个冷风扇201，在换热器箱体的后侧箱壁207开有出风口208。所述冷风扇201带动空气从前向后水平流动。各超导热管202的水平面投影与风向垂直，保证超导热管有最大的迎风面积，各超导热管与水平方向的夹角α为77°，散热效率最高。

参见图4，为了加快超导热管202的散热速度，所述超导热管202的散热端2021外围套设有铝制散热翅2023，所述散热翅片2023垂直于超导热管202设置。

在变压器工作过程中热油上升，冷油下降，热油聚集在油箱1的上部，热油通过油箱左侧箱壁104与油箱右侧箱壁103上的热油口流入散热管201中，超导热管的吸热端2022吸收热油中的热量，传导到超导热管的发热端2021。放热端2021将热量散入周围空气中，冷风扇201工作，带动空气从前向后运动，将放热端2021附近的热空气带走。在散热管201的热油接口2011处，设有温度传感器204，换热器箱体2上装有相应控制器205，控制器205可以依据温度感应器204的数据控制冷风扇201的风力强度，当温度超过一定数值，冷风扇201风力强度加大，则能够加大换热器的换热效率，防止变压器温度过高烧毁；当温度低于一定数值，冷风扇的强度会适当降低甚至停止，能够实现节能降耗的效果。

为了能使散热装置的降温效果更好，因此对超导热管202与水平方向的不同角度下的降温效果进行了如下试验。

超导热管202与水平方向的夹角α为45°和65°时，凸台203内的变压器油降温速度均保持在较慢的速度，而夹角α为70°时，三角形凸台203内的变压器油降温速度开始加快，且在夹角α为75°时，三角形凸台203内的变压器油保持较快的降温速度；继续变大夹角α角度，在夹角α为81°时，降温速度开始减慢，当夹角α为85°时又开始保持在较慢的降温速度；因此将超导热管202与水平方向的夹角α均设为75°-80°，在本实施例中，超导热管202与水平方向的夹角α优选为77°。

Claims (9)

1.一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，包括油箱与换热器，所述油箱内浸满变压器油，包括高压线圈、低压线圈的变压部件安置于变压器油中，所述油箱的顶部设有连接高压线圈的高压接线柱和连接低压线圈的低压接线柱，在所述油箱左侧箱壁、右侧箱壁的上部开有若干热油口，在所述油箱左侧箱壁、右侧箱壁下部开有与热油口一一对应的冷油口；所述换热器包括位于油箱外连通冷油口、热油口的散热管，以及安插于散热管上的众多超导热管，其特征在于，在所述换热器的前侧设有风向向后的风冷装置，所述超导热管的水平面投影与风向垂直，所述超导热管与水平方向的夹角在75°—80°之间，在散热管靠近热油口处安装有温度感应器，变压器上装有可以依据温度感应器的数据控制风冷装置的控制器。

2.依据权利要求1所述的一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，其特征在于，油箱左侧箱壁与右侧箱壁外设有包覆换热器的长方体状换热器箱体，所述风冷装置设于所述换热器箱体的前侧壁，所述换热器箱体的后侧壁设有出风口。

3.依据权利要求1所述的一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，其特征在于，所述风冷装置由三台冷风扇组成，各冷风扇布置在换热器箱体的前侧壁，三台风冷扇从上到下排成一线。

4.依据权利要求1所述的一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，其特征在于，所述热油口紧靠油箱箱体顶部，水平排成一排，所述冷油口紧靠油箱箱体底部，水平排成一排。

5.依据权利要求1所述的一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，其特征在于，所述散热管为U型管，U型管的两端分别连接热油口与冷油口，所述散热管竖直排布。

6.依据权利要求1所述的一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，其特征在于，所述散热管上带有多个凸台，每个凸台上安插有一根超导热管，所述超导热管的吸热端插入凸台内与散热管中的导热油接触，所述超导热管的散热端置于凸台外部。

7.依据权利要求1所述的一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，其特征在于，所述超导热管与水平方向的夹角为77°。

8.依据权利要求1所述的一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，其特征在于，各超导热管水平方向整齐的排成多排，各排之间间隔一定距离。

9.依据权利要求1所述的一种装有智能温控超导热管风冷换热器的变压器，其特征在于，所述超导管散热端设有铝制散热翅。

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